Việc chuyển đổi số, ứng dụng dữ liệu lớn và trí tuệ nhân (AI) tạo đang thay thế dần cấu trúc ngành nông nghiệp hiện có. Với sự kết hợp giữa những tiến bộ trong công nghệ và nguồn lực nông nghiệp của nước ta, việc áp dụng robot và AI hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích to lớn.
•MTA HANOI 2023 mở ra nhiều cơ hội cho ngành công nghiệp chế tạo
• Ứng dụng công nghệ AI trong nâng cao năng suất nông nghiệp
Theo dự báo của Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực thế giới, dân số của thế giới sẽ tăng lên hơn 9 tỉ người vào năm 2050 và dẫn đến nhu cầu về lương thực, sản xuất nông nghiệp sẽ tăng lên. Để đáp ứng được yêu cầu đó với những phương thức truyền thống có thể sử dụng là mở rộng, khai phần thêm đất canh tác hoặc sử dụng phương thức là canh tác trên diện rộng. Nhưng theo dự đoán chỉ có khoảng 10% năng suất có thể tăng lên được nhờ mở rộng phương thức canh tác, còn lại 90% phải tăng cường những phương thức sản xuất mới để có thể đáp ứng được.
Nền nông nghiệp Việt hiện nay đang phải đương đầu với những thách thức như: hạn hán, khí hậu, thiên tai, sa mạc hoá, lực lượng lao động trẻ bị suy giảm, mức thu nhập cũng như chất lượng từ nông nghiệp chưa cao,…
Chia sẻ tại Hội thảo về “Sản xuất thông minh theo xu hướng Tự động hóa – Tối ưu hóa – Công nghệ thông tin trên nền tảng số ứng dụng dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạo” nằm trong khuôn khổ triển lãm MTA HANOI 2023, PGS.TS. Nguyễn Phạm Thục Anh – Bộ môn Tự động hóa – Đại học Bách khoa Hà Nội, Ủy viên BCH Hội Tự động hoá Hà Nội cho biết: tại Việt Nam Chính phủ đã đưa ra các chính sách để hỗ trợ nông nghiệp, ứng phó với biến đổi khí hậu, trong đó tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển nông nghiệp thông minh và tăng cường đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho sản xuất chính xác, sản xuất thông minh. Bảo vệ khí hậu và thích ứng với biến đổi khí hậu cũng như chống thiên tai, thảm họa thiên nhiên, xóa bỏ đói nghèo bất bình đẳng, tăng thu nhập và tăng thêm cơ hội việc làm cho nguồn nhân lực ở nông thôn.
Nông nghiệp chính xác là sự tích hợp của những thành tựu mới nhất về công nghệ, trong đó có dữ liệu lớn, có học máy, robotics, trí tuệ nhân tạo, điện toán đám mây, Internet of things và thuật hấp dẫn để nâng cao năng suất trên những cánh đồng, trong các sản phẩm nông nghiệp. Hai phần tử đóng vai trò rất quan trọng trong nông nghiệp thông minh, đó chính là robotics và trí tuệ nhân tạo.
Những robot công nghiệp đã rất thành công trong các hệ thống sản xuất và thực hiện các hoạt động mang tính chất lặp đi lặp lại trong những môi trường biết trước. Còn đối với môi trường nông nghiệp điều kiện làm việc sẽ thay đổi liên tục cả về thời gian và không gian. Do vậy dẫn đến yêu cầu robot phải thích nghi được với môi trường và những đối tượng mà chúng tương tác, và việc đưa công nghệ AI vào robot là yêu cầu bắt buộc để robot nông nghiệp phát triển lên tầm cao mới.
PGS.TS. Nguyễn Phạm Thục Anh đưa ví dụ: trong nông nghiệp robot có thể thu hoạch các loại hoa quả. Robot này cần có hệ thống thị giác máy trên cơ sở các hệ thống camera độ sâu cùng với các phần mềm xử lý ảnh để có thể là phân biệt được những loại quả có thể thu hoạch được và những quả chưa đủ điều kiện để thu hoạch phải giữ lại. Đây là thu hoạch một cách chọn lọc. Bên cạnh đó, robot có thể là khảo sát đất đai làm sao cho việc canh tác sẽ trở nên tốt hơn.
Hay ví dụ cụ thể hơn khi ứng dụng AI vào nông nghiệp tại miền Tây Nam Bộ trên cánh đồng dứa của người dân. Việc thu hoạch cắt dứa tương đối là vất vả và nguy hiểm. Dứa khi được thu hoạch chín rất nhanh đòi hỏi phải thu hoạch số lượng lớn trong khi nhân công không đáp ứng. Khi khảo sát, chúng tôi đã thiết kế một hệ thống robot và tích hợp với hệ thống xử lý ảnh thông minh. Hệ thống camera chụp ảnh nhận dạng những quả dứa đạt tiêu chuẩn trên cánh đồng. Sau đó xây dựng những thuật toán để xác định chính xác vị trí của quả dứa và phát ra các tín hiệu điều khiển chuyển động của hệ thống tay cắt để cắt dứa, dứa sau khi cắt được đưa lên hệ thống truyền tải để chuyển ra ngoài.
Hay hệ thống tự động hoá thu hoạch quả thanh long tại Mỹ Tho tỉnh Tiền Giang. Với diện tích trồng thanh long rất rộng người dân phải di chuyển thanh long sau thu hoạch vất vả, vì vậy hệ thống tự động được xây dựng với những đường cáp, trên đường cáp có các giỏ chạy xuyên suốt khắp cánh đồng. Thanh long từ các giỏ sẽ chạy theo đường cáp và tập kết về vị trí cuối cùng. Như vậy thay vì người nông dân phải đi lại rất nhiều lần thì hệ thống tự động này sẽ giúp người dân thu hoạch thanh long thuận tiện không phải di chuyển nhiều.
Rõ ràng việc sử dụng hệ thống robot có thể giúp việc là thu hoạch một cách thông minh cũng như giải quyết sự thiếu thốn, thiếu hụt của lực lượng nông dân lành nghề khi mùa thu hoạch đến, PGS.TS. Nguyễn Phạm Thục Anh nhấn mạnh thêm.
Tuy nhiên, thực tế cho thấy không phải công việc nào cũng có thể ứng dụng tự động hoá. Robot có thể rất thành công trong công nghiệp với môi trường lặp đi lặp lại nhưng với môi trường nông nghiệp đối diện với thời tiết thất thường nắng, mưa, ánh sáng,… khó khăn hơn rất nhiều. Ví dụ khi áp dụng công nghệ xử lý ảnh trời nắng ánh sáng chiếu vào khiến camera không hoạt động khi đó phải có các biện pháp thủ công như làm bạt để che hoặc những xe tự động ban đầu khi xuống ruộng gặp phải đất bùn nhão không thể di chuyển, khi đó bắt buộc phải về thay đổi hệ thống bánh lồng để xe đi được trên khoảng đất đó.
Chia sẻ về khó khăn khi nghiên cứu ứng dụng sản phẩm công nghệ vào nông nghiệp, PGS.TS. Nguyễn Phạm Thục Anh cho biết, những nhà khoa học không mạnh về thương mại hoá sản phẩm. Vì vậy chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu và thử nghiệm. Các sản phẩm này mặc dù đưa đi triển lãm tuy nhiên giá thành cao do sản xuất thử nghiệm ban đầu, hơn nữa sản phẩm nông nghiệp phải sản xuất riêng cho những đối tượng khác nhau, ví dụ sang cánh đồng khác phải thay đổi mô hình cũng như hình thái để phù hợp với nơi đó. Những lí do này khiến sản phẩm khó để thương mại hoá đưa vào đời sống.
Robot và trí tuệ nhân tạo đã đóng góp vào sự phát triển của hệ thống của nông nghiệp chính xác bằng việc tích hợp các hệ thống AI làm cho việc sản xuất trở nên hiệu quả hơn, bền vững hơn, và lợi nhuận hơn. Đối với những quốc gia đang phát triển như Việt Nam đây chính là cơ hội, cũng là thời điểm để áp dụng các công nghệ mới. Việc đưa robot và đưa trí tuệ nhân tạo vào nông nghiệp thông minh chính là cơ hội để đưa nền nông nghiệp Việt Nam cất cánh.
Đỗ Phương
